Астрономы, безусловно, очарованы системой Эпсилон Эридани. С одной стороны, эта звездная система находится в непосредственной близости от нашей, на расстоянии около 10,5 световых лет от Солнечной системы. Во-вторых, давно известно, что в нем есть два пояса астероидов и большой диск для мусора. И в-третьих, астрономы много лет подозревали, что у этой звезды также может быть система планет.
Помимо всего прочего, новое исследование, проведенное группой астрономов, показало, что Эпсилон Эридани может быть тем, чем была наша собственная Солнечная система в ее молодые годы. Опираясь на самолет стратосферной обсерватории для инфракрасной астрономии НАСА (SOFIA), команда провела детальный анализ системы, которая показала, что она имеет архитектуру, удивительно похожую на ту, что, по мнению астронома, когда-то выглядела Солнечная система.
Во главе с Кейт Су - помощником астронома в обсерватории Стюарда в университете Аризоны - в команду входят исследователи и астрономы с кафедры физики и астрономии Университета штата Айова, Астрофизического института и Университетской обсерватории Университета Йены (Германия). и Лаборатория реактивного движения НАСА и Исследовательский центр Эймса.
Ради их исследования - результаты которого были опубликованы в Астрономический журнал под названием «Внутреннее распределение мусора 25 AU в системе Epsilon Eri» - команда опиралась на данные, полученные полетом SOFIA в январе 2015 года. В сочетании с подробным компьютерным моделированием и исследованиями, которые продолжались годами, они смогли сделать новые определения о структуре диска мусора.
Как уже отмечалось, предыдущие исследования Эпсилона Эридани показали, что система окружена кольцами, состоящими из материалов, которые в основном являются остатками процесса образования планет. Такие кольца состоят из газа и пыли и, как полагают, содержат также много небольших каменистых и ледяных тел - подобно собственному поясу Койпера Солнечной системы, который вращается вокруг Солнца за пределами Нептуна.
Тщательные измерения движения диска также показали, что планета с почти такой же массой, что и Юпитер, кружит вокруг звезды на расстоянии, сравнимом с расстоянием Юпитера от Солнца. Однако на основании предыдущих данных, полученных космическим телескопом НАСА Spitzer, ученые не смогли определить положение теплого материала внутри диска - то есть пыли и газа - которые дали начало двум моделям.
В одном теплый материал сосредоточен в двух узких кольцах обломков, которые вращаются вокруг звезды на расстояниях, соответствующих соответственно Главному поясу астероидов и Урану в нашей Солнечной системе. Согласно этой модели, самая большая планета в системе, вероятно, будет связана с соседним поясом мусора. В другом, теплый материал находится в широком диске, не сконцентрирован в кольцах типа пояса астероидов и не связан ни с одной планетой во внутренней области.
Используя новые изображения SOFIA, Су и ее команда смогли определить, что теплый материал вокруг Эпсилона Эридани устроен так, как предлагает первая модель. По сути, он находится по меньшей мере в одном узком поясе, а не в широком непрерывном диске. Как объяснил Су в пресс-релизе НАСА:
«Высокое пространственное разрешение SOFIA в сочетании с уникальным охватом по длине волны и впечатляющим динамическим диапазоном камеры FORCAST позволило нам разрешить тепловое излучение в районе eps Eri, подтвердив модель, которая располагала теплый материал вблизи орбиты планеты Джовиан. Кроме того, объект планетарной массы необходим, чтобы остановить слой пыли из внешней зоны, аналогично роли Нептуна в нашей солнечной системе. Это действительно впечатляет, как eps Eri, гораздо более молодая версия нашей солнечной системы, собрана, как наша ».
Эти наблюдения стали возможными благодаря бортовым телескопам SOFIA, диаметр которых больше, чем у Spitzer - 2,5 метра (100 дюймов) по сравнению с 0,85 метра Spitzer (33,5 дюйма). Это позволило получить гораздо более высокое разрешение, которое команда использовала для распознавания деталей в системе Эпсилон Эридани, которые были в три раза меньше, чем те, которые наблюдались с использованием данных Спитцера.
Кроме того, команда использовала мощную средне-инфракрасную камеру SOFIA - ИК-камеру Faint Object для телескопа SOFIA (FORCAST). Этот инструмент позволил команде исследовать самые сильные инфракрасные излучения, исходящие от теплого материала вокруг звезды, которые в других случаях не обнаруживаются наземными обсерваториями - на длинах волн между 25-40 микронами.
Эти наблюдения также показывают, что система Эпсилона Эридана очень похожа на нашу, хотя и в более молодой форме. В дополнение к наличию поясов астероидов и диска для мусора, которые похожи на наш Главный пояс и Пояс Койпера, похоже, что там, вероятно, есть больше планет, ожидающих быть найденными в промежутках между ними. Таким образом, изучение этой системы может помочь астрономам узнать что-то об истории нашей Солнечной системы.
Массимо Маренго, один из соавторов исследования, является доцентом кафедры физики и астрономии в Университете штата Айова. Как он объяснил в пресс-релизе Университета Айовы:
«Эта звезда содержит планетную систему, которая в настоящее время переживает те же самые катастрофические процессы, которые произошли с солнечной системой в ее юности, во время, когда Луна получила большинство своих кратеров, Земля приобрела воду в своих океанах и условия, благоприятные для жизни. на нашей планете были установлены ".
В настоящее время необходимо провести дополнительные исследования этой системы соседних звезд, чтобы узнать больше о ее структуре и подтвердить существование большего числа планет. Ожидается, что развертывание приборов следующего поколения, таких как космический телескоп Джеймса Вебба, запуск которого запланирован на октябрь 2018 года, будет чрезвычайно полезным в этом отношении.
«Приз в конце этого пути - понять истинную структуру диска Эпсилона Эридани« вне этого мира »и его взаимодействия с когортой планет, которые, вероятно, населяют его систему», - пишет Маренго в информационном бюллетене о проекте. «София, благодаря своей уникальной способности улавливать инфракрасный свет в сухом стратосферном небе, является наиболее близкой к нам машиной времени, открывая представление о древнем прошлом Земли, наблюдая настоящее близлежащего молодого солнца».
